JPH08325033A - Optical lens for infrared and infrared sensor module - Google Patents

Optical lens for infrared and infrared sensor module

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JPH08325033A
JPH08325033A JP7131893A JP13189395A JPH08325033A JP H08325033 A JPH08325033 A JP H08325033A JP 7131893 A JP7131893 A JP 7131893A JP 13189395 A JP13189395 A JP 13189395A JP H08325033 A JPH08325033 A JP H08325033A
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JP
Japan
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pressure
optical lens
molding
infrared
raw material
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JP7131893A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kawasaki
宏一 川崎
Toshio Osono
敏雄 大薗
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TOKYO DENSHI YAKIN KENKYUSHO KK
Original Assignee
TOKYO DENSHI YAKIN KENKYUSHO KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To obtain excellent dimensional precision by thermally melting a raw material such as Ge, Si, a Ge-Si alloy, etc., injecting the molten material into a die under pressure and cooling the molten material at a low holding pressure close to the solidifying point and at a specified pressure below the solidifying point after passing the solidifying point. CONSTITUTION: A raw material such as Ge, Si and a Ge-Si alloy is heated above the m.p. and melted, and the molten material is injected into a die with the inner face of the cavity of the die formed from a high-density carbonaceous material optically polished under a specified pressure by extrusion, injection molding, etc. The metallic material is cooled in the cavity while keeping the cavity at a relatively high forming pressure. In the course of cooling, the pressure in the die is lowered and maintained at a low holding pressure, the pressure in the die is again raised below the solidifying point, and a formed article such as a high-density and high-quality optical lens for IR is obtained. The optical lens is convexed so that the IR incident face describes a circular arc with respect to an IR element to constitute a multilens with plural convex lenses integrally formed on the inner face, and an IR sensor is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線を透過したり、
集光させるための赤外線用光学レンズや赤外線を感知し
て、温度計測、地球資源観測、気象観測、公害観測、防
犯・防災監視、交通関係、熱管理工程の監視計測を行う
ための赤外線センサモジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention can transmit infrared rays,
Infrared sensor module for sensing infrared optical lenses and infrared rays to collect light, and perform temperature measurement, earth resource observation, meteorological observation, pollution observation, crime prevention / disaster prevention monitoring, traffic relations, heat management process monitoring measurement Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の光学レンズとして、例えば特公
平5−47053号公報に示したものがある。これは、
ケーシングの開口部に取り付けたレンズがポリエチレン
等のプラスチック樹脂で構成されていた。
2. Description of the Related Art As an optical lens of this type, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-47053. this is,
The lens attached to the opening of the casing was made of plastic resin such as polyethylene.

【0003】上記構成の有機材料のレンズは、一般的に
は、赤外線の透過率の点で優位性を有していないため、
薄い肉厚で構成されたフレネルレンズを用いることによ
って、これを解消できるものの、一般の凹凸レンズと比
して集光率、歪み等の点で不利になるものであった。
又、耐熱特性がないため、照明器具や電熱器具の近傍で
の使用ができず、使用範囲が限定される不利があった。
Since the lens made of the organic material having the above-mentioned structure generally has no superiority in the infrared transmittance,
Although it is possible to solve this problem by using a Fresnel lens having a thin thickness, it is disadvantageous in terms of light collection rate, distortion, etc., as compared with a general concave-convex lens.
Further, since it has no heat resistance, it cannot be used in the vicinity of lighting equipment or electric heating equipment, and there is a disadvantage that the range of use is limited.

【0004】そこで、上記不都合を一挙に解消するため
に、従来からレンズの材料として、NaCl等のアルカ
リハライド、ゲルマニウム(Ge)やシリコン(Si)
等が知られている。その中でもGeやSiは、赤外線の
透過領域が広く、化学的に極めて安定で、機械的強度、
耐湿性等に最も優れており、Ge又はSiレンズは赤外
カメラ等の赤外の画像を扱う装置に使われる最高級のレ
ンズである。
Therefore, in order to solve the above inconvenience at once, as a lens material, an alkali halide such as NaCl, germanium (Ge) or silicon (Si) has been conventionally used.
Etc. are known. Among them, Ge and Si have a wide infrared transmission region, are extremely chemically stable, have high mechanical strength,
The Ge or Si lens has the best moisture resistance and is the highest grade lens used in an infrared image processing device such as an infrared camera.

【0005】このGeレンズの製造方法は、Geインゴ
ット→ブロック加工→荒擦り→光学研磨のような工程で
ある。ここで、球面レンズの場合は光学研磨機械が円回
転すれば加工できるが、非球面レンズの場合には、NC
(数値制御)加工法で一個毎加工するしかない。さら
に、複数の曲面を持つレンズ群を組み合わせたもので
は、その組み合わせ性能が加工機や職人の技術に依存し
ている。従って、この製造方法では、大量生産が困難
で、高価なために、Geレンズは高級レンズのイメージ
が固定している。
This Ge lens manufacturing method includes steps such as Ge ingot → block processing → rough rubbing → optical polishing. Here, in the case of a spherical lens, it can be processed by rotating the optical polishing machine circularly, but in the case of an aspherical lens, it can be processed by NC.
(Numerical control) There is no choice but to process one by one using the processing method. Furthermore, in a combination of lens groups having a plurality of curved surfaces, the combination performance depends on the technology of the processing machine or craftsman. Therefore, with this manufacturing method, mass production is difficult and expensive, so the image of a high-grade lens is fixed for the Ge lens.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】又、原料のGeを加熱
して溶融し、Geレンズを成形する方法は、実際には、
極めて難しい技術であるが、例えばGeレンズ成形方法
として、特開昭63−157754号公報にて、溶融状
態から真空中での注型成形方式が提案されている。
Further, the method of heating and melting the raw material Ge to form the Ge lens is actually
Although it is an extremely difficult technique, for example, as a Ge lens molding method, Japanese Patent Laid-Open No. 63-157754 proposes a cast molding method from a molten state to a vacuum.

【0007】しかし、前述の公報記載の注型成形方式で
は、真空制御しても脱泡に効果があるのみで、型温度を
制御はできるが、この方式では量産効果がないので、高
品質の量産成形方法ではない。しかも、決定的な欠陥
は、キャビティ内の圧力を自由に制御できないので、い
ろいろな形状の成形品の内部を高密度にすることには限
界がある手法である。単なる注型方法では、成形時のキ
ャビティ内への融液の注入圧力や、冷却時の融液への保
持圧力や、更に材料自身の冷却時の凝固膨張の圧力を制
御できないので、成形品にクラック、脹らみ、陥没が発
生するのである。
However, in the cast molding method described in the above-mentioned publication, even if the vacuum control is effective for defoaming, the mold temperature can be controlled, but since this method has no mass production effect, it is of high quality. It is not a mass production molding method. Moreover, the critical defect is that the pressure inside the cavity cannot be freely controlled, and therefore there is a limit to the high density inside the molded products of various shapes. With a simple casting method, it is not possible to control the injection pressure of the melt into the cavity during molding, the holding pressure to the melt during cooling, and the solidification expansion pressure during cooling of the material itself. Cracks, bulges, and depressions occur.

【0008】一方、成形型の材料においては、Ge融液
は極めて反応性が高く、普通の金属では反応し、更に反
応性は低くても高純度のGe融液を維持するには金属の
僅かな汚染も避けなければならない。そのため、成形型
(金型及び鋳型を含む)材料の選択が重要である。一般
の炭素型を使用して、光学研磨を施すと、一般の炭素材
料は極めて多孔質であるので、使用に耐ええない表面と
なる。又、ダイヤモンド薄膜コーティングをした金属型
は、コーティング層と金属との接合、剥離等の問題があ
り、更に成形型は極めて高価であるばかりでなく、コー
ティング層の摩耗は避けられない。致命的な欠陥は、酸
素雰囲気では燃焼して薄膜コーティングが簡単に消滅す
るので、ダイヤモンド薄膜コーティングは量産用の形成
型へのコーティングには採用できない。
On the other hand, in the material of the molding die, the Ge melt is extremely reactive and reacts with ordinary metals, and even if the reactivity is low, a small amount of metal is required to maintain a high-purity Ge melt. We must also avoid pollution. Therefore, the selection of molding die (including mold and die) materials is important. When optical polishing is performed using a general carbon mold, the general carbon material is extremely porous, and thus the surface cannot be used. Further, the metal mold coated with a diamond thin film has problems such as joining and peeling between the coating layer and the metal, and the mold is not only extremely expensive, but also the wear of the coating layer is unavoidable. A fatal defect is that the thin film coating is easily extinguished by burning in an oxygen atmosphere, and therefore the diamond thin film coating cannot be used for coating a mold for mass production.

【0009】そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決
しようとするところは、押出し成形方法、射出成形方
法、トランスファー成形方法によって、Ge、Si又は
Ge−Si合金からなる原料を加熱溶融し、クラック、
脹らみ、陥没がなく、しかも量産化に適応できる赤外線
用光学レンズを提供し、そして、検出範囲の広い赤外線
センサモジュールを提供する点にある。
In view of the above situation, what the present invention is to solve is to heat and melt a raw material made of Ge, Si or Ge-Si alloy by an extrusion molding method, an injection molding method or a transfer molding method, crack,
It is an object to provide an infrared optical lens that does not bulge or sink and can be adapted to mass production, and to provide an infrared sensor module with a wide detection range.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、赤外線を透過可能な光学レンズを、Ge、
Si又はGe−Si合金材料からなる原料から構成し、
かつ、その原料を成形方法により溶融成形して構成する
とともに、前記成形方法を、成形型への融液の注入圧力
や保持圧力を制御し得る成形手段と、Ge、Si又はG
e−Si合金材料からなる原料をその融点以上に加熱し
て溶融させる溶融手段と、成形型を原料の融点以上に加
熱したのち、原料の融液を前記成形型のキャビティ内に
所定圧力にて注入する注入手段と、注入後の注入圧力を
強めて比較的高い成形圧力を維持した状態で冷却する冷
却手段と、それの冷却過程において、凝固点付近で注入
圧力を弱めて低い保持圧力を維持する第1維持手段と、
凝固点を通過すると圧力を再度強めて所定の保持圧力を
維持する第2維持手段とから構成してある。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an optical lens capable of transmitting infrared rays with Ge,
Composed of a raw material made of Si or Ge-Si alloy material,
In addition, the raw material is melt-molded by a molding method, and the molding method includes a molding means capable of controlling the injection pressure and the holding pressure of the melt into the molding die, and Ge, Si or G.
Melting means for heating a raw material made of an e-Si alloy material to its melting point or higher and melting the raw material, and heating the molding die to the melting point or higher of the raw material, and then melting the raw material into the cavity of the molding die at a predetermined pressure. Injecting means for injecting, cooling means for intensifying the injecting pressure after injecting and cooling while maintaining a relatively high molding pressure, and in the cooling process thereof, injecting pressure is weakened near the freezing point to maintain a low holding pressure. First maintaining means,
When passing the freezing point, the pressure is reintensified to maintain a predetermined holding pressure.

【0011】前記成形手段として、押出し成形方法、射
出成形方法、トランスファー成形方法を用い、成形型に
原料の融液を注入してなることが望ましい。
It is desirable that an extrusion molding method, an injection molding method, or a transfer molding method is used as the molding means, and a melt of the raw material is injected into a molding die.

【0012】前記成形型として、高密度炭素材料からな
る型材のキャビティ内面を光学研磨した成形型、又は、
金属上にセラミックコーティングした型材のキャビティ
内面を光学研磨した成形型を用いることが望ましい。
As the molding die, a molding die in which a cavity material inner surface of a mold material made of a high-density carbon material is optically polished, or
It is desirable to use a mold in which the inner surface of the cavity of a mold material in which ceramic is coated on metal is optically polished.

【0013】赤外線を感知する赤外線素子を、電子部品
を備える基盤に取り付け、前記赤外線素子を覆うための
ケーシングを、前記基盤に固設するとともに、前記ケー
シングに形成された開口部に、前記赤外線素子への赤外
線を透過可能な光学レンズを設けてある赤外線センサモ
ジュールであって、前記光学レンズを、Ge、Si又は
Ge−Si合金材料からなる原料から構成し、かつ、そ
の原料を成形方法により溶融成形して構成し、前記成形
方法を、成形型への融液の注入圧力や保持圧力を制御し
得る成形手段と、Ge、Si又はGe−Si合金材料か
らなる原料をその融点以上に加熱して溶融させる溶融手
段と、成形型を原料の融点以上に加熱したのち、原料の
融液を前記成形型のキャビティ内に所定圧力にて注入す
る注入手段と、注入後の注入圧力を強めて比較的高い成
形圧力を維持した状態で冷却する冷却手段と、それの冷
却過程において、凝固点付近で注入圧力を弱めて低い保
持圧力を維持する第1維持手段と、凝固点を通過すると
圧力を再度強めて所定の保持圧力を維持する第2維持手
段とから構成するとともに、前記光学レンズを、それの
赤外線入射面が赤外線検出部に対して円弧を描く湾曲凸
面になるように構成し、かつ、内面に複数の凸レンズが
一体形成されたマルチレンズに構成してある。
An infrared element for detecting infrared rays is attached to a base having electronic parts, a casing for covering the infrared element is fixed to the base, and the infrared element is provided in an opening formed in the casing. An infrared sensor module provided with an optical lens capable of transmitting infrared rays to the optical lens, wherein the optical lens is composed of a raw material made of Ge, Si or a Ge-Si alloy material, and the raw material is melted by a molding method. Forming by molding, the molding method is a molding means capable of controlling the injection pressure and the holding pressure of the melt into the mold, and a raw material made of Ge, Si or Ge-Si alloy material is heated to a temperature higher than its melting point. Melting means for melting by melting and a pouring means for heating the molding die to a temperature equal to or higher than the melting point of the raw material and then pouring the melt of the raw material into the cavity of the molding die at a predetermined pressure. Cooling means for strengthening the subsequent injection pressure and cooling while maintaining a relatively high molding pressure; first maintaining means for weakening the injection pressure near the freezing point to maintain a low holding pressure in the cooling process thereof; and freezing point And second holding means for strengthening the pressure again to maintain a predetermined holding pressure when passing through the optical lens, and the infrared incident surface of the optical lens is a curved convex surface that draws an arc with respect to the infrared detecting portion. And a multi-lens in which a plurality of convex lenses are integrally formed on the inner surface.

【0014】前記ケーシング及び前記光学レンズを、G
e、Si又はGe−Si合金材料からなる原料から構成
し、かつ、これらケーシング及び光学レンズを前記成形
方法により一体溶融成形してある。
The casing and the optical lens are
The casing and the optical lens are integrally melt-molded by the above-mentioned molding method, and are made of a raw material made of e, Si or Ge-Si alloy material.

【0015】前記ケーシングに被係合部を形成するとと
もに、このケーシングの被係合部と係合作用して前記光
学レンズを該ケーシングに固定するための係合部を該光
学レンズに形成してある。
An engaged portion is formed on the casing, and an engaging portion for engaging with the engaged portion of the casing to fix the optical lens to the casing is formed on the optical lens. is there.

【0016】前記成形手段として、押出し成形方法、射
出成形方法、トランスファー成形方法を用い、成形型に
原料の融液を注入してなることが望ましい。
It is desirable that an extrusion molding method, an injection molding method, or a transfer molding method is used as the molding means, and the melt of the raw material is injected into the molding die.

【0017】又、 前記成形型として、高密度炭素材料
からなる型材のキャビテイ内面を光学研磨した成形型、
又は、金属上にセラミックコーティングした型材のキャ
ビテティ内面を光学研磨した成形型を用いることが望ま
しい。
Further, as the molding die, a molding die in which a cavity material inner surface of a mold material made of a high-density carbon material is optically polished,
Alternatively, it is desirable to use a mold in which the inner surface of the cavity of a mold material in which ceramic is coated on metal is optically polished.

【0018】[0018]

【作用】以上の如き内容からなる本発明の赤外線光学レ
ンズを、Ge、Si又はGe−Si合金材料からなる原
料から構成し、この原料をその融点以上に加熱して溶融
させるとともに、成形型を原料の融点以上に加熱したの
ち、原料の融液を前記成形型のキャビティ内に所定圧力
にて注入することによって、原料の融液が成形型によっ
て冷却されても融液が部分的に凝固することがなく、成
形型のキャビティ内に均一に加圧注入されるのである。
又、成形型のキャビティ内に原料の融液を注入した後、
成形型に原料を注入する圧力を強めて比較的高い成形圧
力を維持した状態で冷却することにより、融液の密度を
高めることが可能となる。そして、冷却過程において、
凝固点付近で注入圧力を弱めて低い保持圧力を維持する
ことにより、材料の凝固膨張の圧力を吸収して内部歪み
の発生を防止するのである。それから、凝固点を通過す
ると圧力を再度強めて所定の保持圧力を維持することに
より、成形品の密度を高めるとともに、高い寸法精度を
出すことが可能となり、しかも成形品にクラック、脹ら
み、陥没が発生しないのである。この溶融成形方法によ
って、一成形工程でGe、Si又はGe−Si合金材料
からなる光学レンズを製造することができるのである。
The infrared optical lens of the present invention having the above-mentioned contents is composed of a raw material made of Ge, Si or Ge-Si alloy material, and the raw material is heated to a temperature higher than its melting point to be melted and a molding die is formed. After being heated to the melting point of the raw material or higher, the melt of the raw material is injected into the cavity of the molding die at a predetermined pressure, whereby the melt is partially solidified even if the melt of the raw material is cooled by the molding die. In other words, it is uniformly injected under pressure into the cavity of the molding die.
Also, after injecting the melt of the raw material into the cavity of the mold,
By increasing the pressure for injecting the raw material into the mold and cooling it while maintaining a relatively high molding pressure, the density of the melt can be increased. And in the cooling process,
By weakening the injection pressure near the freezing point and maintaining a low holding pressure, the pressure of solidification expansion of the material is absorbed and the occurrence of internal strain is prevented. Then, when it passes the freezing point, the pressure is reintensified to maintain a predetermined holding pressure, so that the density of the molded product can be increased and high dimensional accuracy can be obtained, and the molded product can be cracked, swollen, and depressed. Does not occur. By this melt molding method, an optical lens made of Ge, Si or a Ge-Si alloy material can be manufactured in one molding step.

【0019】この場合、成形手段として、押出し成形方
法、射出成形方法、トランスファー成形方法を用い、成
形型に原料の融液を注入してなることによって、成形プ
ロセスが簡単になり量産化を達成でき、しかも成形圧力
を高めることができ、高密度の成形品を得るのである。
In this case, an extrusion molding method, an injection molding method, and a transfer molding method are used as the molding means, and the raw material melt is injected into the molding die, whereby the molding process is simplified and mass production can be achieved. Moreover, the molding pressure can be increased and a high-density molded product can be obtained.

【0020】又、成形型として、高密度炭素材料からな
る型材のキャビティ内面を光学研磨した成形型、又は、
金属上にセラミックコーティングした型材のキャビティ
内面を光学研磨した成形型を用いることによって、融液
に不純物が混入することがなく、しかも成形型の耐久性
に優れ量産化に適応し、後加工の必要がない光学レンズ
を製造することができるのである。
As the molding die, a molding die in which the inner surface of the cavity of a mold material made of a high-density carbon material is optically polished, or
By using a mold in which the inner surface of the cavity of a mold material with ceramic coating on metal is optically polished, impurities are not mixed in the melt, the mold has excellent durability, and it is suitable for mass production and requires post-processing. Therefore, it is possible to manufacture an optical lens that does not have the above.

【0021】又、上記成形手段を用いることによって、
光学レンズを、それの赤外線入射面が赤外線素子に対し
て円弧を描く湾曲凸面になるように、かつ、内面に複数
の凸レンズが一体形成されたマルチレンズに構成するこ
とが容易にでき、図4に示すように、赤外線に対する入
射角度を平面のレンズに比して大きく拡大することが可
能になる。そして、入射してきた赤外線は、凸レンズに
よって赤外線素子の受光部に確実に集光させることがで
きる。
By using the above-mentioned molding means,
The optical lens can be easily configured as a multi-lens in which a plurality of convex lenses are integrally formed on the inner surface such that the infrared incident surface of the optical lens is a curved convex surface that draws an arc with respect to the infrared element. As shown in, it becomes possible to greatly enlarge the incident angle with respect to infrared rays as compared with a flat lens. Then, the incident infrared ray can be reliably focused on the light receiving portion of the infrared element by the convex lens.

【0022】又、ケーシング及び光学レンズを、Ge、
Si又はGe−Si合金材料からなる原料から構成し、
かつ、成形方法によりこれらケーシングと光学レンズと
を一体溶融成形することによって、ケーシングを別体形
成する必要がないとともに、光学レンズとケーシングと
の組付け作業も不要になる。しかも、Ge、Si又はG
e−Si合金材料が半導体材料であるため、電磁波に対
するシールド効果があり、外部からの電気的ノイズ等に
影響されることなく、常に正確な検出を行うことができ
るのである。
Further, the casing and the optical lens are made of Ge,
Composed of a raw material made of Si or Ge-Si alloy material,
Moreover, by integrally melting and molding the casing and the optical lens by the molding method, it is not necessary to separately form the casing, and the work of assembling the optical lens and the casing is also unnecessary. Moreover, Ge, Si or G
Since the e-Si alloy material is a semiconductor material, it has a shielding effect against electromagnetic waves and can always perform accurate detection without being affected by external electrical noise and the like.

【0023】又、ケーシングに被係合部を、かつ、光学
レンズに係合部を形成することによって、ケーシングの
被係合部と光学レンズの係合部とを係合させるだけで、
それらの組付け作業が完了し、ハンダ付けなどによる組
付けに比して作業時間の短縮化を図ることができる。
Further, by forming the engaged portion on the casing and the engaging portion on the optical lens, the engaged portion of the casing and the engaging portion of the optical lens are simply engaged.
The assembling work is completed, and the work time can be shortened as compared with the assembling by soldering or the like.

【0024】[0024]

【実施例】赤外線を透過可能な光学レンズの製造方法に
ついて説明すれば、この光学レンズは、Ge、Si又は
Ge−Si合金材料からなる原料から構成され、かつ、
その原料を成形方法により溶融成形して構成されてお
り、その具体構成を説明する。図1に、溶融成形方法に
係る圧力(P)と温度(T)の成形サイクルを簡略化し
て示したものであり、横軸は型締めシリンダーの圧力、
縦軸は融液又は成形型の温度である。この成形サイクル
は、成形型への融液の注入圧力や保持圧力を制御し得る
手段、Ge、Si又はGe−Si合金材料をその融点以
上に加熱して溶融させる溶融手段(A→B:加熱過
程)、成形型を原料の融点以上に加熱したのち、原料の
融液を前記成形型のキャビティ内に所定圧力にて注入す
る注入手段(B→C:注入過程)、注入後の注入圧力を
強めて比較的高い成形圧力を維持した状態で冷却する冷
却手段(C→D成形・冷却過程)、それの冷却過程にお
いて、凝固点付近で注入圧力を弱めて低い保持圧力を維
持する第1維持手段(D→E→F:減圧・保圧過程)、
凝固点を通過すると圧力を再度強めて所定の保持圧力を
維持する第2維持手段(F→G→H:加圧・保圧過程)
から構成し、それから室温程度まで冷却した後、減圧し
て成形型から成形品を取り出し(H→A:減圧・離型過
程)て成形工程を終了するのである。
EXAMPLE A method of manufacturing an optical lens capable of transmitting infrared rays will be described. This optical lens is composed of a raw material made of Ge, Si or a Ge-Si alloy material, and
The raw material is melt-molded by a molding method, and its specific structure will be described. FIG. 1 shows a simplified molding cycle of pressure (P) and temperature (T) according to the melt molding method, the horizontal axis represents the pressure of the mold clamping cylinder,
The vertical axis represents the temperature of the melt or the mold. This molding cycle is a means for controlling the injection pressure and the holding pressure of the melt into the molding die, and a melting means (A → B: heating) for heating and melting the Ge, Si or Ge-Si alloy material to its melting point or higher. Process), after heating the molding die above the melting point of the raw material, pouring means (B → C: pouring process) for pouring the melt of the raw material into the cavity of the molding die at a predetermined pressure. Cooling means for strengthening and cooling while maintaining a relatively high molding pressure (C → D molding / cooling process), and first maintaining means for weakening the injection pressure near the freezing point to maintain a low holding pressure in the cooling process. (D → E → F: pressure reduction / pressure retention process),
A second maintaining means (F → G → H: pressurizing / pressurizing process) that reinforces the pressure when passing the freezing point to maintain a predetermined holding pressure.
Then, after cooling to room temperature, the pressure is reduced and the molded product is taken out from the molding die (H → A: pressure reduction / mold release process), and the molding process is completed.

【0025】ここで、Ge、Si又はGe−Si合金材
料からなる原料の融液(Ge:m.p.=958.5℃、Si:m.
p.=1414℃)を、同じく原料の融点以上に加熱した成形
型に押し出し成形、射出成形又はトランスファー成形に
よって注入して成形するのである。成形型(鋳型)のキ
ャビティは、光学レンズRのサイズや目的の違いに応じ
て鋳型加工され、その内面は、光学研磨されており、原
料を溶融状態にして、成形型内で凝固点(一般的に融点
と一致する)以下に冷却した後、剥離すると、後加工の
不用なGe、Si又はGe−Si合金の光学研磨レベル
の鏡面外観を持つ高精度の赤外レンズの成形品が成形さ
れる。
Here, a raw material melt made of Ge, Si or a Ge--Si alloy material (Ge: mp = 958.5 ° C., Si: m.
p. = 1414 ° C.) is similarly injected into a molding die heated above the melting point of the raw material by extrusion molding, injection molding or transfer molding to mold. The cavity of the molding die (mold) is molded according to the size and purpose of the optical lens R, the inner surface of which is optically polished, and the raw material is melted to give a freezing point (generally) in the molding die. When it is peeled off after being cooled to a temperature equal to or lower than the melting point), a high precision infrared lens molded product having a mirror-like appearance of the optical polishing level of Ge, Si or Ge-Si alloy, which is unnecessary for post-processing, is molded. .

【0026】又、成形型の材料には、以下に示す選択基
準が必要である。 (1) GeやSiは、高純度の半導体材料であり、金属汚
染が生じると、赤外透過領域等の性能を劣化させるの
で、融液に接する材料は汚染や反応が生じない材料を使
用すること。 (2) 成形型は、光学研磨して鏡面となる表面を保つ材料
であること。 (3) GeやSi融液の固化時の特徴的な物性(熱伝導
率、膨張係数)とよく似た物性の材料であること。 以上の条件を満たす成形型として、本発明では内面光学
研磨された高密度炭素型(鋳型)又は耐熱性金属にセラ
ミックコーティングをして、そのコーティング層の表面
を光学研磨処理をした複合型(鋳型)を採用している。
Further, the material for the molding die needs the following selection criteria. (1) Ge and Si are high-purity semiconductor materials, and if metal contamination occurs, the performance in the infrared transmission region and the like deteriorates. Therefore, use a material that does not cause contamination or reaction as the material in contact with the melt. thing. (2) The mold should be a material that keeps the mirror surface by optical polishing. (3) A material having physical properties very similar to the characteristic properties (thermal conductivity, expansion coefficient) when solidifying Ge or Si melt. In the present invention, as a mold satisfying the above conditions, a high-density carbon mold (mold) having an inner surface optically polished or a composite mold (mold having a ceramic layer coated on a heat-resistant metal and an optical polishing treatment on the surface of the coating layer) ) Is adopted.

【0027】前記成形方法は、真空注型方式よりは充填
密度の高い成形ができる押し出し成形方法、トランスフ
ァー成形方法や量産効果の大きい射出成形方法が最適で
ある。これらの方法では、成形品の充填密度が高く、レ
ンズに成形した場合には透過度が結晶体と同じような優
れた性能となる。これらの成形手段を採用して、融液の
注入圧力、型冷却時の保持圧力、材料自身の冷却時の凝
固膨張等を制御するのである。つまり、成形型内へ融液
を所定の注入圧力で注入した後、注入圧力を強めて比較
的高い成形圧力を維持して冷却し、その高い成形圧力を
融液の凝固点まで保ち、それから凝固点付近で注入圧力
を弱めて圧力を下げ、凝固点を通過すると再び圧力を強
めて圧力を上昇させ、十分に温度が下がるまでその保持
圧力を維持する等の制御を行うのである。
The most suitable molding method is an extrusion molding method, a transfer molding method or an injection molding method having a large mass production effect, which enables molding with a higher packing density than the vacuum casting method. According to these methods, the packing density of the molded product is high, and when molded into a lens, the transmittance is as excellent as that of a crystalline body. By adopting these molding means, the injection pressure of the melt, the holding pressure when the mold is cooled, the solidification expansion when the material itself is cooled, etc. are controlled. That is, after injecting the melt at a predetermined injection pressure into the forming die, the injection pressure is strengthened to maintain a relatively high forming pressure for cooling, the high forming pressure is maintained up to the freezing point of the melt, and then near the freezing point. The injection pressure is weakened to reduce the pressure, and when it passes the freezing point, the pressure is strengthened again to increase the pressure, and the holding pressure is maintained until the temperature is sufficiently lowered.

【0028】次に、図2に、トランスファー成形方法を
用い、成形型として高密度炭素型を用いてGeのレンズ
を製造する第1成形装置を示し、図3に、射出成形方法
を用い、成形型として耐熱性金属にセラミックコーティ
ングした複合型を用いてGeの特殊形状のレンズを製造
する第2成形装置を示しており、これら装置について説
明する。
Next, FIG. 2 shows a first molding apparatus for manufacturing a Ge lens by using a transfer molding method and a high-density carbon mold as a molding die, and FIG. 3 shows a molding method using an injection molding method. A second molding apparatus for manufacturing a lens having a special Ge shape is shown by using a composite mold in which a heat-resistant metal is ceramic-coated as a mold, and these devices will be described.

【0029】前記第1成形装置に使用する成形型1は、
Geを溶融する高周波溶融炉の材料として使用している
炭素材料で加工した型が使用され、更にキャビティに対
応する部分は、高密度炭素材料の加工品で組み立てら
れ、その内面を光学研磨したものである。高密度炭素材
料は、従来の多孔質の炭素材料では得られなかった高性
能の光学研磨面を加工で得ることができるのである。
又、キャビティ以外のGe融液に接する部分は、全て炭
素材料であるので、融液が汚染される心配がない。
The molding die 1 used in the first molding apparatus is
A mold processed with a carbon material used as a material of a high-frequency melting furnace for melting Ge is used, and a portion corresponding to the cavity is assembled with a processed product of a high-density carbon material and its inner surface is optically polished. Is. The high-density carbon material can be obtained by processing a high-performance optically polished surface which has not been obtained by the conventional porous carbon material.
Further, since the parts other than the cavity that come into contact with the Ge melt are all made of a carbon material, there is no risk of the melt being contaminated.

【0030】前記第1成形装置は、前記成形型1を保持
枠2の中央部に配設し、該保持枠2の上部にはエアシリ
ンダー3を配設して、そのエアシリンダー3に供給する
空気圧に応じて変位し、成形型1内に挿入するプランジ
ャ4を備えるとともに、エアシリンダー3を操作する圧
縮空気供給系5を備え、更に成形型4の周囲に950 〜11
00℃の温度範囲で制御できる加熱炉6を配設したもので
ある。又、プランジャ4には、ロードセル4aを取り付
けて圧力を計測し、制御するようにしている。前記エア
シリンダー3には、プランジャ4を押し出し操作するた
めの第1給気口3aと引き込み操作する第2給気口3b
を有し、それら給気口3a,3bに前記圧縮空気供給系
5から圧縮空気を供給するのである。ここで、圧縮空気
供給系5は、図示しないコンプレッサーから供給された
圧縮空気を二つに分岐してそれぞれ第1減圧弁7と第2
減圧弁8に供給し、それから第1減圧弁7から圧力計9
を介して電磁弁10に供給し、一方、第2減圧弁8から
圧力計11を介して二つの電磁弁12,13に分岐して
供給し、そして前記電磁弁10と電磁弁12の出口側を
合流して前記第1給気口3aに供給するとともに、前記
電磁弁13から前記第2給気口3bに供給するのであ
る。前記給気口3a,3bに供給する空気の圧力は、コ
ンプレッサーの供給圧をそれぞれ減圧弁7,8を調節す
ることによって所定値に減圧して設定する。本実施例で
は、第1減圧弁7を高い圧力に設定し、第2減圧弁8を
低い圧力に設定している。尚、前記各電磁弁10,1
2,13の出口側の配管をそれぞれライン10a,12
a,13aと称する。
In the first molding apparatus, the molding die 1 is arranged in the central portion of the holding frame 2, an air cylinder 3 is arranged above the holding frame 2, and the air cylinder 3 is supplied. A plunger 4 which is displaced according to air pressure and is inserted into the molding die 1 is provided, and a compressed air supply system 5 for operating the air cylinder 3 is further provided.
The heating furnace 6 that can be controlled in the temperature range of 00 ° C. is provided. A load cell 4a is attached to the plunger 4 to measure and control the pressure. The air cylinder 3 has a first air supply port 3a for pushing the plunger 4 and a second air supply port 3b for retracting the plunger 4.
The compressed air supply system 5 supplies compressed air to the air supply ports 3a and 3b. Here, the compressed air supply system 5 branches the compressed air supplied from a compressor (not shown) into two, and respectively divides the compressed air into the first pressure reducing valve 7 and the second pressure reducing valve 7.
It is supplied to the pressure reducing valve 8, and then the first pressure reducing valve 7 to the pressure gauge 9
Is supplied to the solenoid valve 10 via the second pressure reducing valve 8 via the pressure gauge 11 into two solenoid valves 12 and 13, and is supplied to the solenoid valve 10 and the outlet side of the solenoid valve 10 and the solenoid valve 12. Is supplied to the first air supply port 3a and supplied from the electromagnetic valve 13 to the second air supply port 3b. The pressure of the air supplied to the air supply ports 3a and 3b is set by reducing the supply pressure of the compressor to a predetermined value by adjusting the pressure reducing valves 7 and 8, respectively. In this embodiment, the first pressure reducing valve 7 is set to a high pressure and the second pressure reducing valve 8 is set to a low pressure. The solenoid valves 10 and 1 are
The pipes on the outlet side of lines 2 and 13 are connected to lines 10a and 12 respectively.
a, 13a.

【0031】前記第1成形装置によってGe赤外レンズ
を製造するには、先ず粒子状のGe原料粉末(約2 〜3
mmΦ) を前記成形型1の下部に配管したガス供給管1
4から還元性ガス、例えばフォーミングガスを流して、
原料粉末中の水分等を置換し、前記電磁弁13を開いて
ライン13aからエアシリンダ3の第2給気口3bに圧
縮空気を供給してプランジャ4を上の位置に設定した状
態で、加熱炉6を操作して原料粉末及び成形型1を加熱
する。ここで、前記成形型1の温度及び加熱炉6内の温
度は、温度モニター15で測定して温度制御する。そし
て、温度モニター15で成形型1の温度が原料の融点以
上になると、前記電磁弁10を開いてライン10aから
エアシリンダー3の第1給気口3aに高い圧力の圧縮空
気を供給するとともに、電磁弁13を閉じて、プランジ
ャ4を下方へ移動させて成形型1に圧力を加えて、原料
の融液をキャビティ内で加圧し、それを維持する。この
圧力が成形圧力である。次に、加熱炉6の温度を下げて
又は加熱炉6の加熱を停止して、あるいは強制空冷等に
よって成形型1を冷却する。この冷却速度は、成形品の
厚みや熱容量に応じて最適に設定される。そして、冷却
を継続して原料の凝固点付近まで温度が下がると、電磁
弁10を閉じるとともに、電磁弁12を開いてライン1
2aから低い圧力の圧縮空気を第1給気口3aに供給
し、プランジャ4によって成形型1に加える圧力を下
げ、その保持圧力を維持する。その後、成形型1の温度
が原料の凝固点を通過して下がると、前記電磁弁12を
閉じるとともに、電磁弁10を開いてライン10aから
第1給気口3aに高い圧力の圧縮空気を供給しプランジ
ャ4によって成形型1に加える圧力を上げ、その高い保
持圧力を維持する。この保圧工程は、基本的には射出圧
を高くし、冷却時の保持圧力を十分に保つことが高密度
成形の制御条件となる。
In order to manufacture a Ge infrared lens by the first molding apparatus, first, a granular Ge raw material powder (about 2-3
mmΦ) is a gas supply pipe 1 having a pipe formed under the molding die 1
Flow a reducing gas, such as forming gas, from 4,
The moisture in the raw material powder is replaced, the solenoid valve 13 is opened, compressed air is supplied from the line 13a to the second air supply port 3b of the air cylinder 3, and the plunger 4 is set in the upper position. The furnace 6 is operated to heat the raw material powder and the mold 1. Here, the temperature of the molding die 1 and the temperature in the heating furnace 6 are measured by a temperature monitor 15 to control the temperature. When the temperature of the molding die 1 becomes higher than the melting point of the raw material on the temperature monitor 15, the solenoid valve 10 is opened to supply compressed air of high pressure to the first air supply port 3a of the air cylinder 3 from the line 10a, The electromagnetic valve 13 is closed and the plunger 4 is moved downward to apply pressure to the molding die 1 to pressurize the melt of the raw material in the cavity and maintain it. This pressure is the molding pressure. Next, the temperature of the heating furnace 6 is lowered, the heating of the heating furnace 6 is stopped, or the mold 1 is cooled by forced air cooling or the like. This cooling rate is optimally set according to the thickness and heat capacity of the molded product. Then, when cooling is continued and the temperature drops to near the freezing point of the raw material, the solenoid valve 10 is closed and the solenoid valve 12 is opened to open the line 1
Compressed air having a low pressure is supplied from 2a to the first air supply port 3a, and the pressure applied to the mold 1 by the plunger 4 is lowered to maintain the holding pressure. After that, when the temperature of the mold 1 passes through the freezing point of the raw material and drops, the solenoid valve 12 is closed and the solenoid valve 10 is opened to supply compressed air of high pressure from the line 10a to the first air supply port 3a. The pressure applied to the mold 1 by the plunger 4 is increased to maintain the high holding pressure. In this pressure-holding process, basically, the injection pressure is increased and the holding pressure at the time of cooling is sufficiently maintained as a control condition for high-density molding.

【0032】次に、第2成形装置を図3に基づいて説明
する。この成形装置の成形型16は、耐熱性金属(SK
鋼、ハステロイ等)で組み合わされ、原料と接触する内
部は全てセラミックコーティングされたものである。こ
の成形装置は、前記成形型16の一方の型をハウジング
17内に垂直に配設した固定盤18に固定し、成形型1
6の他方の型を型締めシリンダー19の型締めラム20
の先端に取り付けた可動盤21に固定し、又、ハウジン
グ17内には原料溜部22とそれに連通する射出シリン
ダー23を横設するとともに、射出シリンダー23には
射出・保圧シリンダー25のピストン25が圧縮空気等
の駆動によって挿入可能となっている。又、射出シリン
ダー23の先端のノズル部は前記固定盤18を貫通して
成形型16に接続されている。そして、前記射出シリン
ダー23の周囲には原料粉末を溶融するための横型加熱
炉26を配設するとともに、成形型16の周囲には型温
度を制御するためのヒータ27を配設している。更に、
前記ハウジング17の上部には、成形型16を収容した
区画と、原料溜部22の内部と、横型加熱炉26を設け
た区画とにそれぞれガス供給口28,・・・が設けら
れ、ガス供給系29からフォーミングガスをハウジング
17内の各部に供給している。ここで、原料が溶融する
前記射出シリンダー23の内面もセラミックコーティン
グしている。又、前記射出・保圧シリンダー24の第1
給気口24a及び第2給気口24bには、図示しない前
記同様の圧縮空気供給系を接続して、該射出・保圧シリ
ンダー24に供給する圧縮空気の圧力や流路を変更して
ピストン25によって成形型16へ加える圧力を調節す
るのである。
Next, the second molding apparatus will be described with reference to FIG. The molding die 16 of this molding apparatus is made of heat-resistant metal (SK
Steel, hastelloy, etc.), and the inside that comes into contact with the raw materials is all ceramic-coated. This molding apparatus fixes one of the molds 16 to a stationary platen 18 which is vertically arranged in a housing 17 to form the mold 1.
The other mold of 6 is the mold clamping ram 20 of the mold clamping cylinder 19.
It is fixed to the movable platen 21 attached to the tip of the, and the raw material reservoir 22 and the injection cylinder 23 communicating with the raw material reservoir 22 are laterally provided in the housing 17, and the injection cylinder 23 has a piston 25 of an injection / pressure holding cylinder 25. Can be inserted by driving compressed air or the like. Further, the nozzle portion at the tip of the injection cylinder 23 penetrates the fixed platen 18 and is connected to the molding die 16. A horizontal heating furnace 26 for melting the raw material powder is arranged around the injection cylinder 23, and a heater 27 for controlling the mold temperature is arranged around the molding die 16. Furthermore,
At the upper part of the housing 17, gas supply ports 28, ... Are provided in a section accommodating the molding die 16, an inside of the raw material reservoir 22 and a section in which the horizontal heating furnace 26 is provided, respectively. Forming gas is supplied from the system 29 to each part in the housing 17. Here, the inner surface of the injection cylinder 23 in which the raw material is melted is also ceramic-coated. In addition, the first of the injection and pressure holding cylinder 24
A compressed air supply system (not shown) similar to the above is connected to the air supply port 24a and the second air supply port 24b to change the pressure and flow path of the compressed air supplied to the injection / pressure-holding cylinder 24 and to change the piston. The pressure applied to the mold 16 is adjusted by 25.

【0033】前述の第2成形装置によってGeの特殊形
状のレンズを製造するには、先ず粒子状のGe原料粉末
を原料溜部22に充填し、上部からフォーミングガスを
流して原料表面の精製をする。そして、型締めシリンダ
ー19に圧力流体を供給して型締めラム20を前進させ
て成形型16を閉じる。次に、前記ピストン25を後退
させた状態で、原料を射出シリンダー23内に導き、そ
れからピストン25を前進させて原料粉末を横型加熱炉
26の部分に移動させてそれを加熱して溶融する。一
方、前記成形型16は、周囲のヒータ27によって原料
の融点以上の温度に加熱されており、融液が成形型16
のキャビティ内に注入する。このピストン25には、圧
力変動を監視するロードセル4aが取り付けられてお
り、融液が成形型16のキャビティ内部で必要な保持さ
れる圧力(保持圧力)や型温度の制御のためのヒータ2
7で、成形、冷却を制御する。そして、保持圧力を加え
ながら、融液を冷却成形し、型締めラム20を後退させ
て、成形型16を離型して成形品を取り出すのである。
この場合における圧力や温度制御の詳細は、前述同様の
ため省略する。
In order to manufacture a lens having a special Ge shape by the above-mentioned second molding apparatus, first, a granular Ge raw material powder is filled in the raw material reservoir 22 and a forming gas is caused to flow from above to purify the surface of the raw material. To do. Then, a pressure fluid is supplied to the mold clamping cylinder 19 to advance the mold clamping ram 20 to close the mold 16. Next, with the piston 25 retracted, the raw material is introduced into the injection cylinder 23, and then the piston 25 is advanced to move the raw material powder to the portion of the horizontal heating furnace 26 to heat and melt it. On the other hand, the molding die 16 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the raw material by the heater 27 around the molding die 16 and the melt is melted.
Inject into the cavity of. A load cell 4a for monitoring pressure fluctuations is attached to the piston 25, and the heater 2 for controlling the pressure (holding pressure) required to hold the melt inside the cavity of the molding die 16 and the die temperature.
At 7, molding and cooling are controlled. Then, while the holding pressure is applied, the melt is cooled and molded, the mold clamping ram 20 is retracted, the molding die 16 is released, and the molded product is taken out.
The details of the pressure and temperature control in this case are the same as those described above, and will be omitted.

【0034】前記成形型16として、高密度炭素材料か
らなる成形型を用いて、溶融したSiを成形型内に射出
成形して光学レンズを製造してもよいし、又、金属にセ
ラミックコーティングした成形型を用いて、Ge−Si
合金からなる光学レンズを製造してもよい。
As the molding die 16, a molding die made of a high-density carbon material may be used, and molten Si may be injection-molded in the molding die to manufacture an optical lens, or a metal may be ceramic-coated. Ge-Si using a mold
Optical lenses made of alloys may be manufactured.

【0035】前記成形方法にて成形された光学レンズR
を用いた本発明の赤外線センサモジュールMが、図4〜
図5に示されてあり、この赤外線センサモジュールM
は、赤外線を感知する赤外線素子Nと、この赤外線素子
Nを覆うためのケーシングKと、前記ケーシングKに形
成された開口部に設けられた光学レンズRとから構成さ
れており、人体から放射される赤外線を赤外線素子Nに
より検出することができるようにしている。
Optical lens R molded by the above-mentioned molding method
The infrared sensor module M of the present invention using
This infrared sensor module M shown in FIG.
Is composed of an infrared element N for detecting infrared rays, a casing K for covering the infrared element N, and an optical lens R provided in an opening formed in the casing K, and is radiated from a human body. Infrared rays generated by the infrared element N can be detected.

【0036】前記赤外線素子Nは、気密封止と電磁シー
ルドを有する金属パッケージ30と、この金属パッケー
ジ30に形成の開口部に備えた赤外線透過窓としての光
学フィルター31と、この光学フィルター31から透過
する赤外線を受光する一対の受光部32,32とから構
成されている。
The infrared element N has a metal package 30 having an airtight seal and an electromagnetic shield, an optical filter 31 as an infrared transmission window provided in an opening formed in the metal package 30, and a light transmitted through the optical filter 31. It is composed of a pair of light receiving portions 32, 32 for receiving infrared rays.

【0037】前記赤外線素子Nが、電子部品を備えるプ
リント基盤34に取り付けられ、前記ケーシングKが、
前記プリント基盤34にハンダ付けにより固定されてい
る。尚、図に示す34aは、前記プリント基盤34に形
成されたビス止め用の孔であり、又、33は、前記プリ
ント基盤34の下端から下方へ突出する電子部品等を覆
うためのケーシングである。
The infrared element N is attached to a printed board 34 having electronic parts, and the casing K is
It is fixed to the print board 34 by soldering. Reference numeral 34a shown in the drawing is a screw hole formed in the printed board 34, and 33 is a casing for covering electronic parts and the like protruding downward from the lower end of the printed board 34. .

【0038】前記一対の受光部32,32は、分極処理
の方向が相反するように接続されており、前記光学フィ
ルター31を通して入射する赤外線に対して両受光部3
2,32が機能するものの、同相で影響を及ぼすセンサ
周辺の温度変化や機械的な衝撃等の外乱には出力しない
ようにしている。
The pair of light receiving portions 32, 32 are connected so that the directions of polarization processing are opposite to each other, and both light receiving portions 3 are provided for infrared rays incident through the optical filter 31.
Although 2 and 32 function, they are not output to disturbances such as a temperature change around the sensor and mechanical impact that have the same phase.

【0039】前記光学レンズRは、図4及び図5に示す
ように、それの内面側一面に内方側へ突出する複数個の
凸レンズrが一体形成されたマルチレンズに構成すると
ともに、それの赤外線線入射面が前記赤外線素子Nに対
して円弧を描く湾曲凸面になるように構成してあり、赤
外線に対する入射角度Zを平面のレンズに比して大きく
拡大することができるとともに、複数の凸レンズrによ
り入射してくる赤外線を赤外線素子Nの受光部32,3
2へ確実に集光させることができるようにしている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the optical lens R is constructed as a multi-lens in which a plurality of convex lenses r projecting inward are integrally formed on one inner surface of the optical lens R. The infrared ray incident surface is configured to be a curved convex surface that draws a circular arc with respect to the infrared element N, and the incident angle Z with respect to infrared rays can be greatly enlarged as compared with a flat lens, and a plurality of convex lenses can be provided. Infrared rays incident by r are received by the light receiving portions 32, 3 of the infrared ray element N.
It is possible to surely focus the light to 2.

【0040】そして、前記ケーシングKを前記光学レン
ズRと同一原料のGe原料から構成し、かつ、前述の成
形方法により光学レンズRと一体溶融成形してあり、ケ
ーシングK自体が電磁波に対するシールド効果を発揮す
るとともに、ケーシングKを別体形成し、光学レンズR
とケーシングKとを組付ける作業を不要にできるのであ
る。
The casing K is made of the same Ge material as the optical lens R, and is integrally melt-molded with the optical lens R by the above-mentioned molding method, and the casing K itself has a shielding effect against electromagnetic waves. In addition to exhibiting, the casing K is formed separately, and the optical lens R
The work of assembling the casing K and the casing K can be eliminated.

【0041】又、前記光学レンズRの外表面は、前述の
ように、光学研磨された成形型(鋳型)のキャビティに
て後加工不用な鏡面に仕上げられ、しかも前記光学レン
ズRの内外表面は夫々、透明薄膜による赤外コーティン
グ処理が施され、詳しくは、レンズ外面が、透過領域が
6ミクロンカットオンフィルタとして機能するように赤
外多層コーティングにて表面処理され、レンズ内面が、
無反射となるように一層の透明薄膜にて表面処理されて
いる。
Further, as described above, the outer surface of the optical lens R is finished into a mirror surface which is unnecessary for post-processing in the cavity of the optically polished molding die (mold), and the inner and outer surfaces of the optical lens R are Each is subjected to infrared coating treatment with a transparent thin film. Specifically, the outer surface of the lens is surface-treated with an infrared multilayer coating so that the transmission region functions as a 6-micron cut-on filter, and the inner surface of the lens is
The surface is treated with a single layer of transparent thin film so as to be non-reflective.

【0042】前記ケーシングKと前記光学レンズRとを
一体溶融成形する他、図6及び図7に示すように、別体
形成した金属性のケーシングKを光学レンズRにハンダ
付け等により接合してもよく、ケーシングKの材質は自
由に選択できる。この場合、光学レンズRの内面コーテ
ィング処理がケーシングKと一体溶融成形した光学レン
ズRを行う場合と比して容易に行える利点がある。
In addition to integrally melting and molding the casing K and the optical lens R, as shown in FIGS. 6 and 7, a separately formed metallic casing K is joined to the optical lens R by soldering or the like. Alternatively, the material of the casing K can be freely selected. In this case, there is an advantage that the inner surface coating process of the optical lens R can be easily performed as compared with the case of performing the optical lens R integrally melt-molded with the casing K.

【0043】前記光学レンズRとして、図8及び図9に
示すように、赤外線素子Nの光学フィルター31の幅と
同一幅になるように構成して赤外線センサモジュールM
の小型化を図るようにしてもよく、光学レンズRの大き
さは自由に設定できる。又、前記光学レンズRの内面側
一面に複数個の凸面rを備えさせる他、光学レンズRの
内面側の一部又は外面側一部、もしくは外面側全部に備
えさせてもよいし、光学レンズR自体をフレネルレンズ
に構成する等、光学レンズRの形状は自由に設定でき
る。
As shown in FIGS. 8 and 9, the optical lens R is constructed so as to have the same width as the width of the optical filter 31 of the infrared element N, and the infrared sensor module M.
The size of the optical lens R can be freely set. In addition to providing a plurality of convex surfaces r on the inner surface of the optical lens R, it may be provided on a part of the inner surface of the optical lens R, a part of the outer surface, or the entire outer surface. The shape of the optical lens R can be freely set, for example, by configuring R itself as a Fresnel lens.

【0044】又、前記成形方法にて製造された凹レンズ
が、図10に示され、この凹レンズRの赤外線入射側表
面の全部に、AlやAuなどの金属を蒸着してなる金属
層35をコーティングしてあり、集光ミラーとして機能
するように構成している。
A concave lens manufactured by the above-described molding method is shown in FIG. 10, and the entire infrared ray incident side surface of the concave lens R is coated with a metal layer 35 formed by depositing a metal such as Al or Au. It is configured to function as a condenser mirror.

【0045】又、図11に、前記凹レンズRの赤外線入
射側表面の中心部分を除いた他の部分のみに、前記同様
にAlやAuなどの金属を蒸着してなる金属層36をコ
ーティングしてあり、金属層36部分で赤外線を集光さ
せるとともに、金属層36のない部分36aで赤外線を
透過させる干渉フィルターとして機能できるようにして
いる。
Further, in FIG. 11, a metal layer 36 formed by vapor-depositing a metal such as Al or Au is coated on the concave lens R except for the central portion of the infrared ray incident side surface thereof in the same manner as described above. Therefore, the metal layer 36 portion can collect infrared rays, and the portion 36a without the metal layer 36 can function as an interference filter that transmits infrared rays.

【0046】又、前記レンズRの他の実施例として図1
2に示している。これは、赤外線を感知する赤外線素子
Nを、電子部品を備える基盤34に取り付け、前記赤外
線素子Nを覆うための金属製のケーシングKを、前記基
盤34にハンダ付けにより固定するとともに、前記ケー
シングKに形成された開口部に、前記赤外線素子Nへの
赤外線を透過可能なレンズRをメッキ処理した後、接合
してある。このメッキ処理、換言すればNi無電解メッ
キ処理、あるいは電解メッキ処理後のメッキ処理部37
は、洗浄・乾燥が行われた後、低融点金属、あるいはハ
ンダ等により接合されるのである。尚、図12中説明し
なかった番号は、前述の同一番号のものと同じものを示
すため、説明を省略する。
As another embodiment of the lens R, FIG.
2 shows. This is because an infrared element N for detecting infrared rays is attached to a base 34 having electronic parts, a metal casing K for covering the infrared element N is fixed to the base 34 by soldering, and the casing K A lens R capable of transmitting infrared rays to the infrared element N is plated and then joined to the opening formed in the above. This plating process, in other words, the Ni electroless plating process, or the plating process part 37 after the electrolytic plating process
After being washed and dried, they are joined with a low melting point metal, solder or the like. It should be noted that the numbers not described in FIG. 12 are the same as the above-mentioned same numbers, and thus the description thereof will be omitted.

【0047】前記レンズRの表裏両面は、反射抑制の目
的でコーティング処理が施されてあり、これら2つのコ
ーティング層38,39により、特定の波長のみを透過
させる干渉フィルターとして機能するようにしている。
Both the front and back surfaces of the lens R are coated for the purpose of suppressing reflection, and these two coating layers 38 and 39 function as an interference filter that transmits only specific wavelengths. .

【0048】前記赤外線センサモジュールMとしては、
熱電対やボロメータの他、フォトン検知器など赤外線を
検知するものであれば、各種の検知器を使用できる。
As the infrared sensor module M,
In addition to thermocouples and bolometers, various detectors can be used as long as they can detect infrared rays, such as photon detectors.

【0049】前記光学レンズRと前記ケーシングKとの
組付け方法として、図13に示すようにしてもよい。こ
れは、ケーシングKに側面視略逆L字状の案内溝40を
形成し、この案内溝40の案内終端側にケーシングKの
被係合部としての凹部40aを形成するとともに、この
ケーシングKの溝部40に係合作用して光学レンズRを
ケーシングKに固定するための係合部としての係合凸部
41aを光学レンズRの下端に突設した側面視略逆L字
状の係合片41に形成してある。したがって、光学レン
ズRの係合片41をケーシングKの溝部40に上方から
差し込んだ後、光学レンズRを時計周りに回転させるこ
とによって、溝部40の凹部40aに係合片41の係合
凸部41aを係合してケーシングKに光学レンズRが固
定するのである。尚、光学レンズRの固定状態から、光
学レンズRを反時計周りに回転させることによって、前
記係合を解除してケーシングKから光学レンズRを取り
外すことができるのである。又、図では、係合部41a
と被係合部40aとを1組しか示さなかったが、2組以
上設けてもよく、これらの個数及び形状などは、自由に
変更可能である。
A method of assembling the optical lens R and the casing K may be as shown in FIG. This is because a guide groove 40 having a substantially inverted L shape in a side view is formed in the casing K, a recess 40a as an engaged portion of the casing K is formed on the guide terminal end side of the guide groove 40, and the guide groove 40 of the casing K is formed. An engaging piece having an inverted L shape in a side view, in which an engaging convex portion 41a as an engaging portion for engaging the groove portion 40 to fix the optical lens R to the casing K is provided at the lower end of the optical lens R. 41 is formed. Therefore, after inserting the engaging piece 41 of the optical lens R into the groove 40 of the casing K from above, by rotating the optical lens R clockwise, the engaging protrusion of the engaging piece 41 is inserted into the recess 40a of the groove 40. The optical lens R is fixed to the casing K by engaging 41a. By rotating the optical lens R counterclockwise from the fixed state of the optical lens R, the engagement can be released and the optical lens R can be removed from the casing K. Also, in the figure, the engaging portion 41a
Although only one set of the engaged part 40a and the engaged part 40a is shown, two or more sets may be provided, and the number and shape of these may be freely changed.

【0050】前記ケーシングKの外表面は、前述のよう
に鏡面に仕上げられておらず、粗面になっているととも
に、前述の透明薄膜によるコーティング処理も一切施さ
れていないが、前述同様鏡面仕上げ又はコーティング処
理してもよい。
The outer surface of the casing K is not mirror-finished as described above, but is rough and is not subjected to any coating treatment with the above-mentioned transparent thin film. Alternatively, coating treatment may be performed.

【0051】前述のように、ケーシングKの下端部を、
プリント基盤34の上面にハンダ付けにより固定するこ
とによって、このハンダ付け部分でのシールド効果が減
衰することがないようにしている。
As described above, the lower end of the casing K is
By fixing to the upper surface of the printed board 34 by soldering, the shield effect at this soldered portion is not attenuated.

【0052】前記ケーシングKの原料は、Geの他、S
i又はGe−Si合金材料から構成してもよい。
The raw materials for the casing K are Ge and S.
You may comprise i or Ge-Si alloy material.

【0053】前記赤外線素子Aの金属パッケージ30を
Ge、Si又はGe−Si合金材料からなる原料から構
成したり、前記赤外線素子Aの光学フィルター31をG
e、Si又はGe−Si合金材料からなる原料から構成
してもよい。尚、この光学フィルター31を本発明の光
学レンズRに構成することによって、赤外線素子Aを覆
うケーシングKやこのケーシングKの開口部を覆う光学
レンズR等を省略できる。
The metal package 30 of the infrared element A is made of a raw material made of Ge, Si or a Ge--Si alloy material, and the optical filter 31 of the infrared element A is G.
You may comprise from the raw material which consists of e, Si, or Ge-Si alloy material. By forming the optical filter 31 in the optical lens R of the present invention, the casing K that covers the infrared element A, the optical lens R that covers the opening of the casing K, and the like can be omitted.

【0054】[0054]

【発明の効果】光学レンズを、Ge、Si又はGe−S
i合金材料からなる原料を成形方法にて溶融成形するこ
とによって得ることができるから、材料の凝固膨張の圧
力を吸収して内部歪みを防止して、成形品の密度を高め
ることができるとともに、高い寸法精度を出すことがで
き、しかも成形品にクラック、脹らみ、陥没が発生する
ことがなく、製品のバラツキなどに起因する製造面にお
ける不利を回避することができるのである。しかも、従
来のように、光学研磨機械による研磨加工に比して材料
費の高いGe、Si又はGe−Si合金材料を無駄のな
い有効利用が可能となるとともに、照明器具や電熱器具
の近傍でも使用可能な適応範囲の広い赤外線用光学レン
ズを提供することができる。さらに、上記成形方法によ
り焦点の短いレンズを作成しても、歪みや収差が少ない
ため、レンズの小型化を図ることができるとともに、赤
外線透過率の向上を図ることができることから、信号処
理系のS/N比を向上させてノイズ等の外的要因から発
生する各種機器の誤動作の低減化をも図ることができ
る。
The optical lens is made of Ge, Si or Ge-S.
Since it can be obtained by melt-forming a raw material made of an i alloy material by a forming method, the pressure of solidification expansion of the material can be absorbed to prevent internal strain, and the density of the formed article can be increased, High dimensional accuracy can be obtained, and cracks, swelling, and depressions do not occur in the molded product, and disadvantages in manufacturing due to variations in products can be avoided. Moreover, as in the conventional case, it is possible to effectively use the Ge, Si or Ge-Si alloy material, which has a higher material cost than the polishing processing by the optical polishing machine, without waste, and even in the vicinity of the lighting equipment or the electric heating equipment. It is possible to provide an infrared optical lens having a wide applicable range that can be used. Further, even if a lens having a short focal point is produced by the above-mentioned molding method, distortion and aberration are small, so that the lens can be downsized and the infrared transmittance can be improved. It is also possible to improve the S / N ratio and reduce malfunctions of various devices caused by external factors such as noise.

【0055】前記光学レンズを、それの赤外線入射面が
赤外線素子に対して円弧を描く湾曲凸面になるように構
成することによって、平面のレンズに比して入射角度の
拡大を図ることができるとともに、内面に一体形成され
た凸レンズにより入射してくる赤外線を赤外線素子の受
光部へ確実に集光させることができ、歪みなどによる検
出ミスを回避しながらも、検出範囲を拡大することがで
きる赤外線センサモジュールを提供することができる。
By constructing the optical lens so that its infrared ray incident surface is a curved convex surface that draws an arc with respect to the infrared ray element, the incident angle can be expanded as compared with a flat lens. , Infrared rays that can be reliably focused on the light receiving part of the infrared ray element by the convex lens integrally formed on the inner surface, and the detection range can be expanded while avoiding detection errors due to distortion etc. A sensor module can be provided.

【0056】前記ケーシングを、Ge、Si又はGe−
Si合金材料からなる原料から構成し、かつ、成形方法
により前記光学レンズと一体溶融成形することによっ
て、別体形成された2つの部材を組付けるものに比して
組付け作業面及び製造面において有利にすることができ
るとともに、ケーシング自体が電磁波シールド効果を有
することから、特別な電磁遮蔽をすることなく、常に正
確な検出が行える信頼性の高い赤外線センサモジュール
を提供することができる。
The casing is made of Ge, Si or Ge-
Compared with the case where two members separately formed by integrally forming the optical lens by a molding method, which is made of a raw material made of a Si alloy material, in terms of an assembly work surface and a manufacturing surface. In addition to being advantageous, since the casing itself has an electromagnetic wave shielding effect, it is possible to provide a highly reliable infrared sensor module which can always perform accurate detection without special electromagnetic shielding.

【0057】ケーシングに被係合部を形成するととも
に、このケーシングの被係合部と係合作用して光学レン
ズをケーシングに固定するための係合部を光学レンズに
形成すれば、別体構成されたそれら2つをハンダ付け等
により接合するものに比して、組付け作業面において有
利にすることができ、製造時間の短縮化を図ることがで
きる赤外線センサモジュールを提供することができる。
If the engaged portion is formed on the casing and the engaging portion for engaging with the engaged portion of the casing to fix the optical lens to the casing is formed on the optical lens, a separate structure is formed. It is possible to provide an infrared sensor module which can be made advantageous in terms of assembly work and can be shortened in manufacturing time, as compared with the case where these two are joined by soldering or the like.

【0058】前記成形手段として、押出し成形方法、射
出成形方法、トランスファー成形方法を用いることによ
って、成形プロセスが簡単になり、量産化が容易にな
り、成形品の密度を高めることができるとともに、成形
品の多数個取りや、2次元配列の複合レンズ等の製造時
に成形法の利点をそのまま生かすことができる。
By using an extrusion molding method, an injection molding method, or a transfer molding method as the molding means, the molding process is simplified, mass production is facilitated, the density of the molded product can be increased, and It is possible to take advantage of the molding method as it is when manufacturing a large number of products or manufacturing a two-dimensional array compound lens or the like.

【0059】前記成形型として、高密度炭素材料からな
る型材のキャビティ内面を光学研磨した成形型、又は金
属上にセラミックコーティングした型材のキャビティ内
面を光学研磨した成形型を用いることによって、融液に
不純物が混入することがなく、しかも成形型の耐久性に
優れ、量産化に適応し、後加工の必要のない光学的表面
を有するレンズを安価に製造することができる。
As the molding die, a molding die in which the cavity inner surface of a mold material made of a high-density carbon material is optically polished or a molding die in which the cavity inner surface of a metal-ceramic coated ceramic material is optically polished is used. It is possible to inexpensively manufacture a lens having an optical surface that is free from impurities, has excellent durability of a molding die, is suitable for mass production, and does not require post-processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】溶融成形方法における注入用シリンダー圧力と
材料の温度との関係を示す成形サイクルのグラフ
FIG. 1 is a graph of a molding cycle showing the relationship between the injection cylinder pressure and the material temperature in the melt molding method.

【図2】トランスファー成形方法を用いた成形装置を示
す簡略説明図
FIG. 2 is a simplified explanatory view showing a molding apparatus using a transfer molding method.

【図3】射出成形方法を用いた成形装置を示す簡略説明
FIG. 3 is a simplified explanatory diagram showing a molding apparatus using an injection molding method.

【図4】赤外線センサモジュールの縦断面図FIG. 4 is a vertical sectional view of an infrared sensor module.

【図5】赤外線センサモジュールの平面図FIG. 5 is a plan view of an infrared sensor module

【図6】他の実施例の赤外線センサモジュールの縦断面
FIG. 6 is a vertical sectional view of an infrared sensor module according to another embodiment.

【図7】他の実施例の赤外線センサモジュールの平面図FIG. 7 is a plan view of an infrared sensor module according to another embodiment.

【図8】他の実施例の赤外線センサモジュールの縦断面
FIG. 8 is a vertical sectional view of an infrared sensor module according to another embodiment.

【図9】他の実施例の赤外線センサモジュールの平面図FIG. 9 is a plan view of an infrared sensor module according to another embodiment.

【図10】光学レンズの縦断面図FIG. 10 is a vertical sectional view of an optical lens.

【図11】他の実施例の光学レンズの縦断面図FIG. 11 is a vertical sectional view of an optical lens of another embodiment.

【図12】他の実施例の赤外線センサモジュールの縦断
面図
FIG. 12 is a vertical sectional view of an infrared sensor module according to another embodiment.

【図13】光学レンズとケーシングとの組付け構造を示
す側面図
FIG. 13 is a side view showing an assembly structure of an optical lens and a casing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 成形型 2 保持枠 3 エアシリンダー 3a 第1給気口 3b 第2給気口 4 プランジャ 4a ロードセル 5 圧縮空気供給系 6 加熱炉 7 第1減圧弁 8 第2減圧弁 9,11 圧力計 10,12,13 電磁弁 14 ガス供給管 15 温度モニター 16 成形型 17 ハウジング 18 固定盤 19 型締めシリンダー 20 型締めラム 21 可動盤 22 原料溜部 23 射出シリンダー 24 射出・保圧シリンダー 24a 第1給気口 24b 第2給気口 25 ピストン 26 横型加熱炉 27 ヒータ 28 ガス供給口 29 ガス供給系 30 金属パッケージ 31 光学フィルター 32 受光部 33 ケーシング 34 プリント基盤 34a 孔 35 金属層 36 金属層 36a 部分 37 メッキ処理部 38 コーティング層 39 コーティング層 40 案内溝 40a 凹部 41 係合片 41a 係合凸部 M 赤外線センサモジュール N 赤外線素子 K ケーシング R 光学レンズ r 凸レンズ Z 入射角度 1 Mold 2 Holding Frame 3 Air Cylinder 3a First Air Supply Port 3b Second Air Supply Port 4 Plunger 4a Load Cell 5 Compressed Air Supply System 6 Heating Furnace 7 First Pressure Reducing Valve 8 Second Pressure Reducing Valve 9,11 Pressure Gauge 10, 12,13 Solenoid valve 14 Gas supply pipe 15 Temperature monitor 16 Mold 17 Housing 18 Fixed plate 19 Clamping cylinder 20 Clamping ram 21 Movable plate 22 Raw material reservoir 23 Injection cylinder 24 Injection and pressure holding cylinder 24a 1st air inlet 24b Second air supply port 25 Piston 26 Horizontal heating furnace 27 Heater 28 Gas supply port 29 Gas supply system 30 Metal package 31 Optical filter 32 Light receiving part 33 Casing 34 Printed board 34a Hole 35 Metal layer 36 Metal layer 36a Part 37 Plating part 38 Coating layer 39 Coating layer 40 Guide groove 40a Recess 41 Engagement piece 41a Envelope engagement M Infrared sensor module N Infrared element K Casing R Optical lens r Convex lens Z Incident angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01J 1/04 G01J 1/04 A G02B 1/00 G02B 1/00 1/10 13/14 13/14 1/10 Z // G01V 8/14 9406−2G G01V 9/04 C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical display location G01J 1/04 G01J 1/04 A G02B 1/00 G02B 1/00 1/10 13/14 13 / 14 1/10 Z // G01V 8/14 9406-2G G01V 9/04 C

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 赤外線を透過可能な光学レンズを、G
e、Si又はGe−Si合金材料からなる原料から構成
し、かつ、その原料を成形方法により溶融成形して構成
するとともに、前記成形方法を、成形型への融液の注入
圧力や保持圧力を制御し得る成形手段と、Ge、Si又
はGe−Si合金材料からなる原料をその融点以上に加
熱して溶融させる溶融手段と、成形型を原料の融点以上
に加熱したのち、原料の融液を前記成形型のキャビティ
内に所定圧力にて注入する注入手段と、注入後の注入圧
力を強めて比較的高い成形圧力を維持した状態で冷却す
る冷却手段と、それの冷却過程において、凝固点付近で
注入圧力を弱めて低い保持圧力を維持する第1維持手段
と、凝固点を通過すると圧力を再度強めて所定の保持圧
力を維持する第2維持手段とから構成してあることを特
徴とする赤外線用光学レンズ。
1. An optical lens capable of transmitting infrared rays is
e, Si or a Ge-Si alloy material, and the raw material is melt-molded by a molding method, and the molding method is performed by changing the injection pressure and the holding pressure of the melt into the mold. Controllable forming means, melting means for heating and melting a raw material made of Ge, Si or Ge-Si alloy material above its melting point, and after heating the forming die above the melting point of the raw material, the melt of the raw material is melted. Injecting means for injecting into the cavity of the mold at a predetermined pressure, cooling means for intensifying the injecting pressure after injection and cooling while maintaining a relatively high molding pressure, and in the cooling process thereof, near the freezing point. An infrared ray characterized by comprising first maintaining means for weakening the injection pressure to maintain a low holding pressure and second maintaining means for strengthening the pressure again when passing the freezing point to maintain a predetermined holding pressure. Manabu lens.
【請求項2】 前記光学レンズの赤外線入射側表面の一
部又は全部に、金属を蒸着してなる金属層を設けてある
請求項1記載の赤外線用光学レンズ。
2. The infrared optical lens according to claim 1, wherein a metal layer formed by vapor-depositing a metal is provided on a part or the whole of the infrared incident side surface of the optical lens.
【請求項3】 前記成形手段として、押出し成形方法、
射出成形方法、トランスファー成形方法を用い、成形型
に原料の融液を注入してなる請求項1記載の赤外線用光
学レンズ。
3. An extrusion molding method as the molding means,
The infrared optical lens according to claim 1, wherein a melt of a raw material is injected into a molding die by using an injection molding method or a transfer molding method.
【請求項4】 前記成形型として、高密度炭素材料から
なる型材のキャビティ内面を光学研磨した成形型を用い
てなる請求項1記載の赤外線用光学レンズ。
4. The infrared optical lens according to claim 1, wherein the mold is a mold made of a high-density carbon material having a cavity inner surface optically polished.
【請求項5】 前記成形型として、金属上にセラミック
コーティングした型材のキャビティ内面を光学研磨した
成形型を用いてなる請求項1記載の赤外線用光学レン
ズ。
5. The infrared optical lens according to claim 1, wherein the molding die is a molding die obtained by optically polishing the inner surface of a cavity of a molding material on which a metal is ceramic-coated.
【請求項6】 赤外線を感知する赤外線素子を、電子部
品を備える基盤に取り付け、前記赤外線素子を覆うため
のケーシングを、前記基盤に固設するとともに、前記ケ
ーシングに形成された開口部に、前記赤外線素子への赤
外線を透過可能な光学レンズを設けてある赤外線センサ
モジュールであって、前記光学レンズを、Ge、Si又
はGe−Si合金材料からなる原料から構成し、かつ、
その原料を成形方法により溶融成形して構成し、前記成
形方法を、成形型への融液の注入圧力や保持圧力を制御
し得る成形手段と、Ge、Si又はGe−Si合金材料
からなる原料をその融点以上に加熱して溶融させる溶融
手段と、成形型を原料の融点以上に加熱したのち、原料
の融液を前記成形型のキャビティ内に所定圧力にて注入
する注入手段と、注入後の注入圧力を強めて比較的高い
成形圧力を維持した状態で冷却する冷却手段と、それの
冷却過程において、凝固点付近で注入圧力を弱めて低い
保持圧力を維持する第1維持手段と、凝固点を通過する
と圧力を再度強めて所定の保持圧力を維持する第2維持
手段とから構成するとともに、前記光学レンズを、それ
の赤外線入射面が前記赤外線素子に対して円弧を描く湾
曲凸面になるように構成し、かつ、内面に複数の凸レン
ズが一体形成されたマルチレンズに構成してある赤外線
センサモジュール。
6. An infrared element for detecting infrared rays is attached to a base having electronic parts, a casing for covering the infrared element is fixedly mounted on the base, and an opening formed in the casing is provided with the casing. An infrared sensor module provided with an optical lens capable of transmitting infrared rays to an infrared element, wherein the optical lens is made of a raw material made of Ge, Si or a Ge-Si alloy material, and
The raw material is formed by melt-molding the raw material by a molding method, and the molding method is a raw material made of Ge, Si or Ge-Si alloy material, and molding means capable of controlling the injection pressure and the holding pressure of the melt into the molding die. Melting means for heating and melting the melting point of the raw material above the melting point of the raw material, and pouring means for injecting the melt of the raw material at a predetermined pressure into the cavity of the raw material after the casting, Cooling means for increasing the injection pressure to cool the molding material while maintaining a relatively high molding pressure; first maintaining means for weakening the injection pressure near the freezing point to maintain a low holding pressure in the cooling process; When the optical lens is passed, the pressure is reintensified to maintain a predetermined holding pressure, and the optical lens is configured so that its infrared ray incident surface is a curved convex surface that draws an arc with respect to the infrared element. Configured, and an infrared sensor module having a plurality of convex lens inner surface are configured to multi-lens, which are integrally formed.
【請求項7】 前記ケーシング及び前記光学レンズを、
Ge、Si又はGe−Si合金材料からなる原料から構
成し、かつ、これらケーシング及び光学レンズを前記成
形方法により一体溶融成形してある請求項6記載の赤外
線センサモジュール。
7. The casing and the optical lens,
The infrared sensor module according to claim 6, which is made of a raw material made of Ge, Si or a Ge-Si alloy material, and the casing and the optical lens are integrally melt-molded by the molding method.
【請求項8】 前記ケーシングに被係合部を形成すると
ともに、このケーシングの被係合部と係合作用して前記
光学レンズを該ケーシングに固定するための係合部を該
光学レンズに形成してある請求項6記載の赤外線センサ
モジュール。
8. An engaged portion is formed on the casing, and an engaging portion for engaging with the engaged portion of the casing to fix the optical lens to the casing is formed on the optical lens. The infrared sensor module according to claim 6, wherein
【請求項9】 前記成形手段として、押出し成形方法、
射出成形方法、トランスファー成形方法を用い、成形型
に原料の融液を注入してなる請求項6記載の赤外線セン
サモジュール。
9. An extrusion molding method as the molding means,
The infrared sensor module according to claim 6, wherein a melt of a raw material is injected into a molding die by using an injection molding method or a transfer molding method.
【請求項10】 前記成形型として、高密度炭素材料か
らなる型材のキャビティ内面を光学研磨した成形型を用
いてなる請求項6記載の赤外線センサモジュール。
10. The infrared sensor module according to claim 6, wherein the molding die is a molding die in which a cavity material inner surface of a mold material made of a high-density carbon material is optically polished.
【請求項11】 前記成形型として、金属上にセラミッ
クコーティングした型材のキャビティ内面を光学研磨し
た成形型を用いてなる請求項6記載の赤外線センサモジ
ュール。
11. The infrared sensor module according to claim 6, wherein the molding die is a molding die obtained by optically polishing the inner surface of a cavity of a die material coated with ceramic on metal.
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